ترانزیستورهای اثر میدان
اساس کار حافظه های فلش ترانزیستورهایی هستند که تغییر شکل یافته ترانزیستورهای"فلزاکسید-نیمه هادی مبتنی بر اثر میدان می باشند.
ترانزیستورهای اخیر، از 3 قطعه نیمه هادی که 2 قطعه آن هم نوع هستند تشکیل شده است. در اینجا به توضیح طرز کار نوع npn که در ساختمان حافظه های فلش از تغییر شکل یافته آن استفاده شده است می پردازیم.
MOS کانال n مطابق شکل متشکل از قطعه بدنه ای است که از ماده سیلیکان نوع p با ناخالصی کم می باشد. دو ناحیه ای که ناخالصی n آنها بالا است سورس و درین(ورودی و خروجی کلید الکترونیکی که ترانزیستور آن را تشکیل داده است) را تشکیل می دهد.ناحیه بین 2 بخش نوع n -که از نوع p است- نقش کانال انتقال جریان را به عهده دارد.
گیت-دروازه- کنترل ترانزیستور-که اعمال ولتاژ خاصی به آن سبب باز و بسته شدن کلید الکتریکی می شود- صفحه ای فلزی است که توسط یک دی الکتریک از جنس دی اکسید سیلیکان از کانال (ناحیه p ) جدا شده است.
یک ولتاژ مثبت(نسبت به بدنه ) در گیت کنترل موجب القاء میدان الکتریکی در کانال شده و حامل های نوع n (الکترون ها) را جذب می نماید. با افزایش ولتاژ مثبت در گیت ، ناحیه زیر گیت الکترون های بیشتری را در خود جای داده و هدایت افزایش می یابد و جریان از سورس به درین جاری شده و افت ولتاژ بین این 2 پایانه به وجود می آید.در واقع میدان الکتریکی مورد نیاز برای از بین بردن ناحیه تهی را القای الکتریکی ایجاد می کند.
ساختار سلول های حافظه فلش
حافظه های فلش از تراشه های EEPROM ساخته شده اند . در این گونه از حافظه ها ذخیره و حذف اطلاعات توسط جریان های الکتریکی صورت می پذیرد . این گونه تراشه ها داخل سطر ها و ستون های مختلف شبکه ای منظم را پدید می آورند . در این شبکه هر بخش کوچک دارای شماره سطر و ستون مختص به خود بوده و در اصطلاح هر کدام از این بخش ها یک سلول حافظه نامیده می شود .
هر تراشه حافظه فلش از واحد هایی به نام بلاک ساخته شده است. هر بلاک خود از واحدهای کوچکتری به نام سلول ساخته شده است.
هر بلاک 64 یا 128 یا 512 سلول را دارا می باشد. هر سلول از یک ترانزیستور تغییر شکل یافته MOSFET تشکیل شده است .
ترانزیستورهای سلول دارای 2 گیت می باشند. یکی همان گیت کنترل و دیگری گیت معلق . علت این نام گذاری آن است که این گیت از اطراف توسط دی اکسید سیلیکان پوشیده شده و کاملا از محیط اطراف ایزوله است.
اگر گیت معلق خالی از الکترون باشد، با تحریک گیت کنترل، ترانزیستور جریان را از خود عبور می دهد. اما اگر به نحوی گیت معلق بار منفی گرفته باشد، میدانِ گیتِ معلق اثر میدانِ گیتِ کنترل بر کانال n را خنثی کرده و جریان خروجی از ترانزیستور کمتر از جریان ورودی به آن خواهد بود.
اما اگر گیت معلق باردار شود به علت ایزوله بودن از محیط اطراف، تا سالیان سال بار الکتریکی را در خود نگه داری می کند. مگر آنکه شرایط تونل زنی برای الکترون های به دام افتاده در آن فراهم شود. به همین دلیل است که سلول را با به دام انداختن الکترون ها می توان برنامه ریزی کرد و از آن به عنوان حافظه مستقل از انرژی الکتریکی که ثبات چندین ساله هم خواهد داشت، استفاده کرد.
اما برای به دام انداختن الکترون ها می توان هم از شیوه جهش الکترون داغ استفاده کرد و هم از تونل زنی الکترونی. شیوه جهش در فلش های نوع NOR و شیوه تونل زنی در فلش های نوع NAND استفاده می شود.
لیکن برای رهاندن الکترون ها از گیت معلق و پاک کردن سلول، هم در نوعNAND و هم NOR تنها می توان از شیوه تونل زنی استفاده کرد. زیرا الکترون های گیت معلق کاملاً از محیط ایزوله اند و امکان انرژی دادن به مقدار زیاد آنها ممکن نیست. لذا با کاهش انرژی الکترون های موجود در درین -از طریق اتصال آنها به ولتاژ مثبت- شرایط را برای تونل زدن الکترون ها از گیت معلق به درین فراهم می کنیم.
اگر گیت معلق باردار نشده باشد، سلول جریان را به صورت کامل از خود عبور می دهد. لذاست که سلول ها به صورت پیش فرض(بدون برنامه ریزی) مقدار 1 را دارا می باشند.
پس از برنامه ریزی و قرارگرفتن الکترون ها روی گیت معلق، سلول جریان را کامل از خود عبور نمی دهد و مقدار منطقی سلول برابر 0 می شود. لذا پاک کردن برنامه سلول، هم ارز است با تغییر مقدار آن به 1.در زیر نوع جریان هر پایانه برای سلول های نوع NOR نمایانده شده است.
مطابق تصویر ضخامت لایه عایق در حدود 20 نانومتر است.
اگه میشه نظر لطفتون..............>>>>>